Question

如圖所示，一質(zhì)量為m=0.016kg、長(zhǎng)L=0.5m、寬d=0.1m、電阻R=0.1Ω的矩形線圈，從h₁=5m的高處由靜止開(kāi)始下落，然后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)下邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由于磁場(chǎng)力的作用，線圈正好作勻速運(yùn)動(dòng)。

（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。
（2）如果線圈的下邊通過(guò)磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間t=0.15s，求磁場(chǎng)區(qū)域的高度h₂.
（3）求線圈的下邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)的瞬間，線圈的加速度的大小和方向。
（4）從線圈的下邊進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始到線圈下邊離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，在線圈中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

Answer 1

（1）B=0.4T  (2) （3） ，方向向上(4)Q=mgL=0.08J

（1）設(shè)線圈剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v₀，則據(jù)機(jī)械能守恒定律可得：
  （2分）
根據(jù)平衡條件可得（2分） ，解得B=0.4T   （1分）
(2)因?yàn)榫�圈的下邊進(jìn)入磁場(chǎng)后先做勻速運(yùn)動(dòng)，用時(shí)t₀=0.05s，   （1分）
所以線圈做加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t₁=0.1s， （2分）
(3) 線圈的下邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)的瞬間的速度V=v₀+gt₁=11m/s;  （2分）
線圈的加速度的大小 ，方向向上。（3分）
(4)Q=mgL=0.08J     （3分）